抗硫化物应力裂纹性优异的油井用钢管的制作方法
【专利摘要】提供具有优异的抗SSC性的油井用钢管。本发明提供的油井用钢管，其按质量%计含有C：0.15～0.35%、Si：0.1～0.75%、Mn：0.1～1.0%、Cr：0.1～1.7%、Mo：0.1～1.2%、Ti：0.01～0.05%、Nb：0.010～0.030%、和Al：0.01～0.1%，P：0.03%以下、S：0.01%以下、N：0.007%以下、和O：0.01%以下，剩余部分由Fe和杂质组成，通过溴-甲醇萃取得到的残渣中的Ti含量和Nb含量满足式(1)。100×[Nb]/([Ti]+[Nb])≤27.5(1)，在此，在[Ti]、[Nb]代入前述残渣中的Ti含量(质量%)、Nb含量(质量%)。
【专利说明】抗硫化物应力裂纹性优异的油井用钢管
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢管，具体而言，涉及油井用钢管。
【背景技术】
[0002]油井用钢管用作油井和气井用的套管或管道。以下将油井和气井统称为“油井”。随着油井的深井化，对油井管要求高的强度。以往，主要使用具有SOksi级(屈服强度为80~95ks1、也就是说屈服强度 为551~654MPa)或95ksi级(屈服强度为95~IIOks1、也就是说屈服强度为654~758MPa)的强度等级的油井管。但是，最近使用具有IlOksi级(屈服强度为110~125ks1、也就是说屈服强度为758~861MPa)的强度等级的油井管的情况增加。
[0003]最近开发的深油井含有具有腐蚀性的硫化氢。这种环境下，若提高钢的强度则钢对于硫化物应力裂纹(Sulfide Stress Cracking、以下称为SSC)的敏感性提高。因此,提高含有硫化氢的环境下使用的油井管的强度时，优选提高抗硫化物应力裂纹性(抗SSC性)。
[0004]用于提高钢的抗SSC性的现有技术例如如下所述提案。
[0005].使钢的组织内的马氏体的比率为80%以上。
[0006].对于钢在高温下实施回火处理、使钢中的碳化物球状化。
[0007]?提高钢的纯净度。
[0008].使钢的组织微细化。
[0009].抑制钢中的氢的扩散系数和位错密度
[0010]进而，钢的抗SSC性可以通过控制非金属夹杂物来提高。日本特开2001-131698号公报(专利文献1)、日本特开2004-332059号公报(专利文献2)和日本特开2001-73086号公报(专利文献3)提出了控制非金属夹杂物来提高抗SSC性的技术。
[0011]专利文献I公开了以下的事项。即使是低合金钢，在形成粗大的Ti氮化物的情况下，粗大的Ti氮化物也会成为点腐蚀的产生起点。点腐蚀的产生诱发SSC。因此，使Ti氮化物微细化。此时，钢的抗SSC性提高。
[0012]专利文献2公开了以下的事项。低合金钢中，含有满足下式的Nb系夹杂物每Imm2断面积10个以上。
[0013]aNBXbNB ≤ 150
[0014]在此，式中的aNB是Nb系夹杂物的长径(μ m)。bm是Nb系夹杂物中的Nb含量(质量％)。但是，aNB不足I μ m的Nb系夹杂物为对象外。这种情况下，低合金中点腐蚀的产生受到抑制、抗SSC性提高。
[0015]专利文献3公开了以下的事项。钢的化学组成满足下式。
[0016](1+4.3 X [V] +3.4X [Nb]+2.5 X [Ti] )/(7.8 X [Cr] X [Μο])>1
[0017]在此，在[V]、[Nb]、[Ti]、[Cr]和[Mo]代入所对应的元素的含量(wt%)。此时，M23C6型的碳化物的生成受到抑制。进而，通过使碳化物球状化，钢的抗SSC性提高。
【发明内容】
[0018]专利文献I中，为了抑制粗大的Ti氮化物，在浇铸时，通过中间包加热器使夹杂物浮上而去除。但是，浇铸时的Ti氮化物的浮上以及去除处理在实际操作中有些难以进行，进而，仅通过Ti氮化物的浮上以及去除处理，对于点腐蚀的产生抑制而言是不充分的。
[0019]专利文献2中，只不过评价了轧制原样的材料的耐点腐蚀性，关于与产品的强度的关联性高的抗SSC性，未必明确在实用上具有何种效果。
[0020]对于专利文献3的钢而言，形成尽量限制Cr或Mo中的任意一种元素的含量并且增加Nb和/或Ti含量的成分设计。因此，根据情况淬火性有可能不稳定。进而，对于由于Nb系夹杂物和/或Ti系夹杂物产生的点腐蚀起因的SSC的考虑不充分。
[0021]本发明的目的在于，提供具有优异的抗SSC性的油井用钢管。
[0022]本发明提供的油井用钢管，其按质量％计含有C:0.15~0.35%,S1:0.1~0.75%、Mn:0.1 ~1.0%、Cr:0.1 ~1.7%、Mo:0.1 ~1.2%,T1:0.01 ~0.05%,Nb:0.010 ~0.030%、和Al:0.01~0.1%，剩余部分由Fe和杂质组成，杂质中的P、S、N和O分别为P:0.03%以下、S:0.01%以下、N:0.007%以下、和O:0.01%以下，通过溴-甲醇萃取得到的残渣中的Ti含量和Nb含量满足式(I)，
[0023]100X [Nb]/([Ti]+ [Nb]) ^ 27.5 (I)
[0024]在此，在[Ti]、[Nb]代入残渣中的Ti含量(质量％)、Nb含量(质量％)。
[0025]本发明提供的油井用钢管具有优异的抗SSC性。
[0026]上述油井用钢管还可以含有V:0.50%以下来替代Fe的一部分。
[0027]上述油井用钢管还可以含有B:0.0050%以下来替代Fe的一部分。
[0028]上述油井用钢管还可以含有Ca:0.0050%以下来替代Fe的一部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为表示使用溴-甲醇溶液萃取得到的残渣中的Ti含量和Nb含量、与钢中的粗大的碳氮化物和氮化物(粗大夹杂物、也就是说夹杂物长度为20 μ m以上的夹杂物)的个数的关系的图。
【具体实施方式】
[0030]本发明人等对油井用钢管的抗SSC性进行了调查及研究。其结果，本发明人等得到以下的发现。
[0031](A)形成于具有上述化学组成的的低合金的油井用钢管内的夹杂物中，碳氮化物和氮化物，与碳化物相比，使抗SSC性降低。碳化物粗化、碳化物的晶体结构形成M23C6型时，碳化物使钢的抗SSC性降低。但是，具有上述化学组成的油井用钢管的情况下，合金元素的含量少。因此，碳化物不易粗化、碳化物的晶体结构不易形成M23C6型。因此碳化物不易对抗SSC性造成影响。
[0032](B)Ti和Nb形成碳氮化物或氮化物。含有Ti和Nb的微细的碳氮化物和氮化物使晶粒微细化。因此优选含有某种程度的Ti和Nb。另一方面，若粗大的碳氮化物和氮化物的个数增加则钢的抗SSC性降低。因此，钢中的碳氮化物和氮化物虽然对于使晶粒微细化而言是必要的，但是为了提高抗SSC性，优选抑制粗大的碳氮化物和氮化物的个数。[0033](C)若具有上述化学组成的油井用钢管中，通过溴-甲醇溶液萃取得到的残渣中的Ti含量和Nb含量满足式(I)，则油井用钢管的抗SSC性提高。
[0034]100X [Nb]/([Ti]+ [Nb])≤ 27.5 (I)
[0035]在此，在[Ti]、[Nb]代入上述残渣中的Ti含量(质量％)、Nb含量(质量％)。
[0036]图1为表示通过溴-甲醇萃取得到的残渣中的Fl值、与夹杂物长度为20 μ m以上的碳氮化物和氮化物的个数的关系的图。在此Fl用下式定义。
[0037]Fl=IOOX [Nb]/([Ti]+ [Nb])
[0038]图1通过下述方法求得。如后述的实施例所示，制造具有多种化学组成的多种钢管。为了由各钢管求出Fl值，采集溴-甲醇萃取用的试验片(lg)。进而，为了求出钢中的碳氮化物和氮化物的个数，由各钢管的任意位置采集显微镜观察用的试验片。
[0039]使用含有10体积％(vol%)的溴的甲醇溶液(以下称为溴-甲醇溶液)，溶解溴-甲醇萃取用试验片得到残渣。具体而言，将溴-甲醇萃取用试验片浸溃、溶解于溴-甲醇溶液。使用过滤器过滤溶解有试验片的溴-甲醇溶液。残渣附着于过滤器。使用H2SO4溶解附着有残渣的过滤器，得到残渣。残渣实质上含有碳氮化物以及氮化物和氧化物。
[0040]通过加压酸分解法将残渣分解。加压酸分解法中，将残渣和分解用的酸容纳于PTFE(聚四氟乙烯)容 器中。作为分解用的酸，利用含有HC1、HN03和H2O的混合酸(HC1:HN03:H20=1:1:8)。密闭容器，220°C下加热8小时，在容器内分解残渣。将所分解的残渣自然冷却。然后将该酸定容，通过ICP (高频感应耦合等离子体)发光光谱分析法，分析Ti含量、Nb含量。基于所得到的Ti含量和Nb含量，求出上述Fl值。上述化学组成下形成的碳氮化物和氮化物大部分为Ti系夹杂物和Nb系夹杂物中的任意一种。因此,Fl值可以认为是表示碳氮化物和氮化物中的Nb含量的比例的指标。
[0041]进而，使用显微镜观察用的试验片，通过下述方法求出钢中的碳氮化物和氮化物的个数。最初将试验片的表面研磨。在研磨了的表面中，选择任意的区域(100mm2)。对所选择的区域内用200~1000倍的光学显微镜进行观察。
[0042]各碳氮化物和氮化物的尺寸通过下述方法求出。各碳氮化物和氮化物的长径定义为“夹杂物长度”，作为碳氮化物和氮化物的尺寸的指标。进而，相互邻接的夹杂物(碳氮化物和氮化物)的间隔为40 μ m以下时，这些夹杂物作为连续的夹杂物被看作一个夹杂物。
[0043]然后，在区域内，求出具有20 μ m以上的夹杂物长度的碳氮化物和氮化物(以下称为粗大夹杂物)的个数。然后基于下式求出每IOOmm2的粗大夹杂物的个数LN.。
[0044]LN100=所测定的粗大夹杂物的个数/ (区域面积(mm2)) X 100 (mm2)
[0045]使用所得到的测定值，制成表示粗大夹杂物数LNltltl与Fl的关系的图1。
[0046]参照图1，粗大夹杂物数LNltltl在Fl值为27.5以下的情况下，与Fl值大于27.5的情况相比，显著减少。因此，Fl值为27.5以下的情况下，能够得到优异的抗SSC性。
[0047]本发明提供的油井用钢管是基于上述发现而完成的。以下对本发明中的油井用钢管进行详细说明。以下，构成化学组成的元素的含量的“％”指的是“质量％”。
[0048][化学组成]
[0049]本发明提供的油井用钢管具有以下的化学组成。
[0050]C:0.15 ~0.35%
[0051]碳(C)提高淬火性、提高钢的强度。另一方面，若C含量过高，则钢对于淬裂的敏感性升高。进而，钢的韧性降低。因此，C含量为0.15~0.35%，从C含量的下限值的观点考虑，优选的C含量高于0.15%，更优选为0.20%以上，进一步优选为0.22%以上。从C含量的上限值的观点考虑，优选的C含量不足0.35%，更优选为0.33%以下，进一步优选为0.32%以下。
[0052]Si:0.1 ~0.75%
[0053]硅(Si)使钢脱氧。另一方面，若Si含量过高，则钢的韧性和热加工性降低。因此S含量为0.1~0.75%。从Si含量的下限值的观点考虑，优选的Si含量高于0.1%，更优选为0.15%以上，进一步优选为0.20%以上。从Si含量的上限值的观点考虑，优选的Si含量不足0.75%，更优选为0.50%以下，进一步优选为0.35%以下。
[0054]Mn:0.I ~1.0%
[0055]锰(Mn)提高钢的淬火性、提高钢的强度。另一方面，若Mn含量过高，则钢容易产生点腐蚀。进而，Mn在晶界偏析而钢的韧性和抗SSC性降低。因此，Mn含量为0.1~1.0%。从Mn含量的下限值的观点考虑，优选的Mn含量高于0.1%，更优选为0.15%以上，进一步优选为0.2%以上。从Mn含量的上限值的观点考虑，优选的Mn含量不足1.0%，更优选为0.7%以下，进一步优选为0.6%以下。
[0056]Cr:0.I ~1.7%
[0057]铬(Cr)提高钢的淬火性和抗回火软化。因此Cr使得对于钢的高温回火容易实施。Cr进而提高钢的抗SSC性。另一方面，若Cr含量过高，则形成M7C3系碳化物和M23C6系碳化物，钢的抗SSC性降低 。因此，Cr含量为0.1~1.7%。从Cr含量的下限值的观点考虑，优选的Cr含量高于0.1%，更优选为0.3%以上，进一步优选为0.4%以上。从Cr含量的上限值的观点考虑，优选的Cr含量不足1.7%，更优选为1.5%以下，进一步优选为1.2%以下。
[0058]Mo:0.I ~1.2%
[0059]钥(Mo)提高钢的淬火性和抗回火软化。因此Mo使得对于钢的高温回火容易实施。Mo进而提高钢的抗SSC性。另一方面，若Mo含量过高，则上述效果饱和。因此，Mo含量为0.1~1.2%。从Mo含量的下限值的观点考虑，优选的Mo含量高于0.1%，更优选为0.2%以上，进一步优选为0.4%以上。从Mo含量的上限值的观点考虑，优选的Mo含量不足1.2%，更优选为1.0%以下，进一步优选为0.9%以下。
[0060]Ti:0.01 ~0.05%
[0061]钛(Ti)与钢中的N结合而形成Ti氮化物和/或Ti碳氮化物。Ti氮化物和/或Ti碳氮化物使钢的晶粒微细化。含有硼(B)的情况下，进而Ti抑制B氮化物的形成。因此，利用B实现的淬火性提高。另一方面，若Ti含量过高，则形成粗大的Ti氮化物和/或Ti碳氮化物。因此，钢的抗SSC性降低。因此Ti含量为0.01~0.05%。从Ti含量的下限值的观点考虑，优选的Ti含量高于0.01%，更优选为0.011%以上，进一步优选为0.012%以上。从Ti含量的上限值的观点考虑，优选的Ti含量不足0.05%,更优选为0.03%以下，进一步优选为0.025%以下。
[0062]Nb:0.010 ~0.030%
[0063]银(Nb)与C及N结合而形成Nb碳氮化物和Nb碳化物。Nb进而有可能与Ti或Al一起形成复合碳氮化物。这些夹杂物若微细则使晶粒微细化。另一方面，若Nb含量过高，则生成过多的粗大的Nb系夹杂物，钢的抗SSC性降低。因此Nb含量为0.010~0.030%。从Nb含量的下限值的观点考虑，优选的Nb含量高于0.010%,更优选为0.011%以上，进一步优选为0.012%以上。从Nb含量的上限值的观点考虑，优选的Nb含量不足0.030%，更优选为
0.020%以下，进一步优选为0.015%以下。
[0064]Al:0.01 ~0.1%
[0065]铝(Al)使钢脱氧。另一方面，若Al含量过高，则形成粗大的Al系氧化物，钢的韧性降低。因此Al含量为0.01~0.1%。从Al含量的下限值的观点考虑，优选的Al含量高于0.01%，更优选为0.015%以上，进一步优选为0.020%以上。从Al含量的上限值的观点考虑，优选的Al含量不足0.1%，更优选为0.07%以下，进一步优选为0.05%以下。本说明书中所称的Al含量指的是酸可溶Al (sol.Al)的含量。
[0066]本发明提供的油井用钢管的剩余部分为Fe和杂质。本说明书中的杂质指的是由用作钢的原料的矿石、废料，或制造工序的环境等混入的元素。本发明中，作为杂质的P、S、N、O的含量如下进行限制。
[0067]P:0.03% 以下
[0068]磷(P)为杂质。P在晶界偏析而使晶界脆化。因此P使钢的韧性和抗SSC性降低。因此，P含量优选尽可能低。P含量为0.03%以下。优选的P含量不足0.03%，更优选为0.02%以下，进一步优选为0.015%以下。
[0069]S:0.01% 以下
[0070]硫⑶为杂质。S与Mn结合而形成Mn系硫化物。Mn系硫化物容易溶解。因此，钢的韧性和抗SSC性降低。因此S含量优选尽可能低。S含量为0.01%以下。优选的S含量不足0.01%，更优选为0.005%以下，进一步优选为0.002%以下。
[0071]N:0.007% 以下
[0072]氮(N)为杂质。N使Nb系夹杂物和/或Ti系夹杂物粗化。粗化了的Nb系夹杂物和Ti系夹杂物使钢的耐点腐蚀性降低、使耐SSC性降低。因此N含量优选尽可能低。N含量为0.007%以下。优选的N含量不足0.007%,进一步优选为0.005%以下。至少含有0.001%以上的N即可。
[0073]O:0.01% 以下
[0074]氧(O)为杂质。O形成粗大的氧化物、使钢的耐点腐蚀性降低。因此，O含量优选尽可能低。O含量为0.01%以下。优选的O含量不足0.01%，更优选为0.003%以下，进一步优选为0.0015%以下。
[0075][对于选择元素]
[0076]本发明提供的油井用钢管进而可以含有V来替代Fe的一部分。
[0077]V:0.50% 以下
[0078]钒(V)为选择元素。V在回火工序中形成微细的碳化物、提高抗回火软化。因此，能够在高温下进行回火，钢的韧性和抗SSC性提高。含有少量的V就能够得到上述效果。另一方面，若V含量过高则上述效果饱和。因此，V含量为0.50%以下。从优选的V含量的下限值的观点考虑，优选的V含量为0.01%以上，更优选为0.03%以上，进一步优选为0.05%以上。从V含量的上限值的观点考虑，优选的V含量不足0.50%，更优选为0.2%以下，进一步优选为0.15%以下。
[0079]本发明提供的油井用钢管进而可以含有B来替代Fe的一部分。[0080]B:0.0050% 以下
[0081]硼(B)为选择元素。B提高钢的淬火性。含有少量的B就能够得到上述效果。另一方面，若B含量过高则上述效果饱和。因此，B含量为0.0050%以下。从优选的B含量的下限值的观点考虑，优选的B含量为0.0001%以上，进一步优选为0.0005%以上。从B含量的上限值的观点考虑，优选的B含量不足0.0050%，进一步优选为0.0025以下。
[0082]本发明提供的油井用钢管进而可以含有Ca来替代Fe的一部分。
[0083]Ca:0.0050% 以下
[0084]钙(Ca)为选择元素。Ca抑制粗大的Al系夹杂物的生成、形成微细的Al-Ca系氧硫化物。因此，通过连续铸造制造钢材(板坯或圆钢坯)的情况下，Ca抑制连续铸造装置的喷嘴被粗大的Al系夹杂物闭塞。含有少量的Ca就能够得到上述效果。另一方面，若Ca含量过高则钢的耐点腐蚀性降低。因此，Ca含量为0.0050%以下。从优选的Ca含量的下限值的观点考虑，优选的Ca含量为0.0003%以上，进一步优选为0.0005%以上。从Ca含量的上限值的观点考虑，优选的Ca含量不足0.0050%，进一步优选为0.0030%以下。
[0085]需要说明的是，本发明提供的油井用钢管的化学组成可以满足下式(A)。
[0086](1+4.3 X [V] +3.4X [Nb] +2.5 X [Ti])/ (7.8 X [Cr] X [Mo])≤ 1 (A)
[0087]在此，在[]内的元素符号代入所对应的元素的含量(质量％)。不含有V的情况下，在[V]代入“O”。
[0088]对于日本特开2 001-73086号公报(专利文献3)的钢而言，条件在于上式(A)的左边大于I。但是，对于本发明提供的油井用钢管而言，上述左边可以为I以下。Ti含量和Nb含量少时，容易抑制粗大的碳氮化物和氮化物的个数，抗SSC性提高。因此，对于本发明提供的油井用钢管而言，优选式㈧的左边为I以下。更优选式㈧的左边为0.85以下，进一步优选为0.65以下。
[0089][对于式(I)]
[0090]对于本发明提供的油井用钢管而言，进而，通过溴-甲醇溶液萃取得到的残渣中的Ti含量和Nb含量满足式(I)。
[0091]100X [Nb]/([Ti]+ [Nb])≤ 27.5 (1)
[0092]在此，在[Ti]、[Nb]代入上述残渣中的Ti含量(质量％)、Nb含量(质量％)。
[0093]如上所述，对于本发明规定的化学组成而言，碳化物不易对抗SSC性造成影响。对于本发明提供的油井用钢管而言，粗大的碳氮化物和氮化物使抗SSC性降低。钢中的微细的碳氮化物和氮化物使晶粒微细化。即使微细的碳氮化物和氮化物的个数少、晶粒也以某种程度被微细化。另一方面，若粗大的碳氮化物和氮化物的个数多，则如上所述钢的抗SSC性降低。因此，若抑制钢中的粗大的碳氮化物和氮化物的个数，则能够得到优异的抗SSC性。
[0094]溴-甲醇萃取如下所述实施。由油井用钢管的任意部位采集样品。对样品的形状没有特别限定。样品的重量为lg。将样品浸溃于含有10体积％(vol%)的溴的甲醇溶液(以下称为溴-甲醇溶液)，溶解样品。使用过滤器(例如具有0.2μπι的孔径的核孔滤器)过滤溶解有样品的溴-甲醇溶液。此时，在过滤器附着残渣。使用H2SO4溶解附着有残渣的过滤器，取出残渣。钢中的碳化物被溴-甲醇溶液溶解。因此，残渣实质上含有碳氮化物、氮化物和氧化物。[0095]残渣例如通过加压酸分解法分解。加压酸分解法中，将残渣和分解用的酸容纳于容器(例如PTFE容器)。分解用的酸例如为含有HCl、HNO3和H2O的混合酸(HC1:HN03:H20=1:1:8)o密闭容器，220°C下加热8小时。通过以上的工序，在容器内将残渣分解。
[0096]为了分解残渣，也可以使用碱熔解法来替代加压酸分解法。碱熔解法中，将残渣和熔剂容纳于钼坩埚。熔剂例如为LiB02。将钼坩埚用电炉加热到1000°C，分解钼坩埚内的残渣。残渣容易地溶解于酸溶液。
[0097]将通过加压酸分解法分解的残渣自然冷却。然后将该酸液定容，通过ICP发光光谱分析法，分析Ti含量、Nb含量。基于以上工序得到的Ti含量和Nb含量，求出Fl值。
[0098]Fl=IOOX [Nb]/([Ti]+ [Nb]) [0099]如上所述，本发明的化学组成中，碳氮化物和氮化物大部分为Ti系夹杂物和Nb系夹杂物。因此，Fl是表示碳氮化物和氮化物中的Nb浓度的指标。
[0100]如图1所示，若Fl值为27.5以下，则可以使钢中的粗大夹杂物数(夹杂物长度为20 μ m以上的碳氮化物和氮化物的个数)少。因此，钢的抗SCC性提高。
[0101]本发明的油井用钢管中，优选的粗大夹杂物数为35个/IOOmm2以下。
[0102][本实施方式的油井用钢管的其它特性]
[0103][屈服强度]
[0104]本实施方式提供的油井用钢管优选具有654MPa以上的屈服强度。在此所称的屈服强度指的是0.2%屈服应力。油井用钢管的进一步优选的屈服强度为758MPa以上。
[0105][优选的屈服比]
[0106]本发明提供的油井用钢管为高强度。因此，若拉伸强度相对于屈服强度过高，则抗SSC性降低。因此，优选的屈服比为87.0%以上。屈服比YR(%)指的是屈服强度YS与拉伸强度 TS 的比(YR=YS/TSX 100)。
[0107][旧奥氏体晶体粒度]
[0108]本发明提供的油井用钢管的优选的旧奥氏体晶体粒度编号为7.5以上。本说明书中所称的旧奥氏体晶体粒度根据ASTM E112测定。旧奥氏体晶体粒度不足7.5时，钢的韧性和抗SSC性降低。
[0109][制造方法]
[0110]对本发明提供的油井用钢管的制造方法的一例进行说明。需要说明的是，制造方法不限于下述。
[0111][圆钢还制造工序]
[0112]最初通过转炉或电炉将铣铁一次精炼。进而，对于经过一次精炼的钢液实施二次精炼，将合金元素添加于钢液。通过以上的工序，制造具有上述化学组成的钢液。
[0113]将钢液注入到中间包，通过连续铸造法制造板坯或圆钢坯等。另外，通过铸锭法，由钢液制造钢锭。将板坯等或钢锭开坯，制造圆钢坯。
[0114]通过连续铸造法制造板坯或圆钢坯等的情况下，优选将中间包内的钢液温度保持在1520°C以上。此时，中间包内，钢液中的作为杂质的夹杂物聚集粗化、浮上。因此可以去除粗大夹杂物。
[0115]优选使铸造后、或铸锭后的板坯、圆钢坯等或钢锭的冷却速度为50°C /分钟以上。此时，夹杂物的粗化受到抑制。
[0116][热加工工序]
[0117]将圆钢坯热加工形成管坯。最初，在加热炉加热圆钢坯。对于由加热炉抽出的圆钢坯实施热加工，制造管坯(无缝钢管)。例如作为热加工，实施曼内斯曼法，制造管坯。此时，通过穿孔机对圆钢坯进行穿轧。对于经过穿轧的圆钢坯进而利用芯棒式无缝管轧机、减径机、定径机等进行热轧形成管坯。也可以通过其它的热加工方法，由圆钢坯制造管坯。
[0118]对于热加工工序中的加热炉而言，圆钢坯的加热温度和加热时间优选满足以下的式⑵。
[0119](T+273) X (20+log(t))≤ 30600 (2)
[0120]在式⑵中的T代入加热温度(°C )。在t代入加热时间(小时)。
[0121]加热炉有时被划分为多个带(区域)。加热炉例如划分为预热带、加热带、均热带。各带排列为一列，圆钢坯边按照预热带、加热带、均热带的顺序移动边被加热。各带中的加热温度和加热时间有时不同。因此，加热炉被划分为多个带时，将各带的加热温度的平均值定义为该加热炉的加热温度T(°c )。进而，各带的加热时间的累积值定义为该加热炉的加热时间t (小时)。
[0122]定义为F2=(T+273) X (20+log(t))。F2 值高于 30600 时，Fl 值过大而超过 27.5。因此，钢的抗SSC性降低。若F2值满足式⑵则能够得到优异的抗SSC性。F2值的优选的下限为28500以上，进一步优选为29200以上。若F2值过小，则圆钢坯的温度难以达到对于穿孔而言适当的温度。优选的圆钢坯的均热温度(均热带中的温度)为1200°C以上。
[0123][热处理工序]
[0124]将热加工后的管坯冷却至常温。将管坯冷却至常温后，实施淬火处理和回火处理，制造油井用钢管。淬火处理中，使淬火温度为\3点以上。回火处理中，使回火温度为Aa点以下。通过淬火处理和回火处理，将管坯的旧奥氏体粒度编号调整为7.5以上。
[0125]对于热加工后、表面温度为Ac3点以上的管坯也可以不冷却至常温而直接进行淬火。进而也可以在热加工后立即将热加工后的管坯插入到加热炉、补热(均热)到~3点以上的温度。此时，对于补热后的管坯实施淬火处理。淬火处理和回火处理可以实施多次。具体而言，对于实施了淬火处理和回火处理的管坯，可以进一步实施淬火处理和回火处理。
[0126]通过以上的制造方法制造的油井用钢管满足式(I)。因此，油井用钢管具有优异的抗SSC性。
[0127]实施例
[0128]在各种制造条件下制造具有各种化学组成的油井用钢管。对所制造的油井用钢管的抗SSC性进行评价。
[0129][油井用钢管的制造方法]
[0130]制造具有表1所示化学组成的钢A~J的钢液。
【权利要求】
1.一种油井用钢管，其按质量％计含有 C:0.15 ~0.35%、
Si:0.1 ~0.75%、
Mn:0.1 ~1.0%、
Cr:0.1 ~1.7%、
Mo:0.1 ~1.2%、
T1:0.01 ~0.05%、
Nb:0.010 ~0.030%、和
Al:0.01 ~0.1%, 剩余部分由Fe和杂质组成， 所述杂质中的P、S、N和O分别为 P:0.03% 以下、
S:0.01% 以下、 N:0.007%以下、和 O:0.01% 以下， 通过溴-甲醇萃取得到的残渣中的Ti含量和Nb含量满足式(1)，
100X [Nb]/([Ti]+ [Nb])≤ 27.5 (1) 在此，在[Ti]、[Nb]代入所述残渣中的Ti含量、Nb含量，其中Ti含量、Nb含量的单位为质量％。
2.根据权利要求1所述的油井用钢管，其还含有V:0.50%以下来替代所述Fe的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的油井用钢管，其还含有B:0.0050%以下来替代所述Fe的一部分。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的油井用钢管，其还含有Ca:0.0050%以下来替代所述Fe的一部分。
【文档编号】C22C38/28GK103764860SQ201280040822
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年8月17日 优先权日:2011年8月22日
【发明者】相马贵志, 大村朋彦, 荒井勇次, 沼田光裕, 高山透, 妹尾昌尚 申请人:新日铁住金株式会社